Антиферомагнетики

В залежності від конкретної структури кристала та природи атомів, які його складають,

обмінний інтеграл може приймати як додатне, так і від’ємне значення. Якщо

J > 0, то енергетично

вигідною згідно з (11.8.7) є паралельна орієнтація спінів (U < 0), тобто реалізується феромагнітний

стан. У багатьох кристалах, переважно у напівпровідниках, обмінний інтеграл має від’ємне

значення, тобто енергетично вигідною тут є антипаралельна орієнтація спінів сусідніх атомів. Такі речовини називаються антиферомагнетиками. До них відносяться хром, марганець, сполуки

MnO, NiO, FeS

та ін. Кристалічну ґратку антиферомагнетика можна уявити у вигляді двох

тотожних, вкладених одна в одну підґраток, причому в кожній з них атомні спіни зорієнтовані паралельно, а намагніченості обох підґраток протилежні, рис. 11.8.3. б. Для порівняння на рис. 11.8.3. а зображено спінову структуру феромагнетика.

Описане впорядкування спінів антиферомагнетика існує лише при температурі, нижчій за деяке, характерне для даного матеріалу значення – точку Неєля. При температурах, вищих за точку Неєля, спінове впорядкування зникає і матеріал переходить у парамагнітну фазу. На відміну від феромагнетиків, в антиферомагнетиках відсутнє спонтанне намагнічення, а індуковане намагнічення зростає пропорційно полю внаслідок переорієнтації частини спінів. Магнітна

сприйнятність антиферомагнетиків незначна порівняно з феромагнетиками.

Рис. 11.8.3. Орієнтація спінів (схематично): а) феромагнетики; б) антиферомагнетики;